CN102059919A

CN102059919A - 基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法

Info

Publication number: CN102059919A
Application number: CN 201010589064
Authority: CN
Inventors: 陈家新; 李向坤; 程欢; 修榕
Original assignee: Donghua University
Current assignee: Donghua University
Priority date: 2010-12-15
Filing date: 2010-12-15
Publication date: 2011-05-18

Abstract

本发明涉及一种基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法，其特征在于，所述简化方法包括以下步骤：(1)根据驱动电机的型号，将混合动力汽车的前桥壳进行改造使其形状与驱动电机相吻合；(2)将驱动电机固定安装在步骤(1)中所改造后的前桥壳上；(3)将所述驱动电机安装在前桥装置的主动轴或电动主动轴上，使驱动电机和前桥装置共用一轴。本发明采用电动力源(驱动电机)直接安装在前桥壳上，靠近动力执行机构，提高了动力传动效率；省去一套动力传动系统，简化结构，这不仅有利于新型混合动力汽车的设计和制造，也有利于对原有燃油动力汽车的改造。

Description

基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法

技术领域

本发明属汽车动力传动技术领域，特别是涉及一种基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法。

背景技术

混合动力汽车具有二个动力源：热动力源(由传统的汽油机或者柴油机产生)与电动力源(电池与电动机)。根据混合动力驱动的联结方式，其动力传动方式分为以下三类：并联式，串联式以及混联式。上述三种混合动力传动方法，鉴于混合动力汽车自身的特点，其均具有二套动力传动装置(附图1所示)，该混合动力汽车传动系统主要包括发动机200、离合器201，202、电动-发动机组104、蓄电池103以及外半轴41、内半轴61连接的车轮102，具有结构复杂，传动效率低，造价高的缺点。此外，其动力源，尤其是电动力源距离动力执行机构(前车轮)较远，导致在电动模式下，混合动力汽车的传动效率不高；目前，对于市面已经应用的混合动力汽车的动力传动方式，均存在上述问题。

发明内容

本发明针对现有混合动力传动方法的不足，在不改变原前桥装置的动力传动结构、保证前桥装置结构稳定和结构强度的基础上，在混合动力汽车的前桥主动轴上安装一个驱动电机；简化混合动力汽车动力传动方式，提高传动动力效率，提供了一种简化混合动力汽车动力传动装置的方法。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法，所述简化方法包括以下步骤：

(1)根据驱动电机的型号，将混合动力汽车的前桥壳进行改造使其形状与驱动电机相吻合；

(2)将驱动电机固定安装在步骤(1)中所改造后的前桥壳上；

(3)将所述驱动电机安装在前桥装置的主动轴或电动主动轴上，使驱动电机和前桥装置共用一轴。

所述步骤(2)中的驱动电机通过内嵌或者外挂方式固定安装于前桥壳上。

所述步骤(3)中的前桥装置的主动轴为单轴驱动或者双轴驱动。

所述步骤(3)中驱动电机通过其内的电机转子安装在所述主动轴或者电动主动轴上。

有益效果

本发明基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法采用电动力源(驱动电机)直接安装在前桥壳上，更靠近动力执行机构，提高了动力传动效率；省去一套动力传动系统，简化结构，这不仅有利于新型混合动力汽车的设计和制造，也有利于对原有燃油动力汽车的改造；同时，驱动电机若安装在前桥壳外表面上，不受前桥壳内部空间限制，可以使用多种电机，例如盘式电机；驱动电机若安装固定在前桥壳内壁，则可以节省车体的空间；若采用双轴驱动，虽增加了一电动主动轴，通过改变该轴齿轮数，进而改变传动比i，从而获得我们所需的电机驱动转矩，可以方便的利用输出转矩已定的电机。

附图说明

图1为现有混合动力汽车传动系统结构示意图。

图2为带有电机驱动的混合动力汽车前桥装置结构示意图。

图3为经本发明方法改进的混合动力汽车传动系统结构示意图。

图4为本发明中实施例1的传动系统结构简图。

图5为本发明中带驱动电机的传动系统结构简图。

图6-1为实施例2中的装置图。

图6-2为实施例3中的装置图。

图6-3为实施例4中的装置图。

图6-4为实施例5中的装置图。

图6-5为实施例6中的装置图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。应理解，这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。此外应理解，在阅读了本发明讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。

如图2所示为带有电机驱动的混合动力汽车前桥装置结构示意图，包括前桥壳7、内半轴9、一对外半轴4、一对万向节10、一对差速器侧齿轮5、一对差速器行星齿轮6、内半轴从齿轮3以及第一动力输入轴1和第二动力输入轴8，第一动力输入轴1和第二动力输入轴8设置在前桥壳7内并与内半轴从齿轮3啮合进行动力传动，本发明所叙述的方法就是在如图2上的结构加以改进。

如图3所示经本发明方法改进的混合动力汽车传动系统结构示意图：在所示图中其中，200为发动机，202为离合器，2为主动小齿轮；3为内半轴从动轮；5为差速器侧齿轮；6为差速器行星齿轮；100为驱动电机；11为外半轴；102为前车轮；8为电动主动轴；9为内半轴；10为万向节；300为双轴驱动电机。以下结合具体的实施例对本发明所述的方法进行详述：

实施例1

以江淮宾悦2009款2.0L手动精英型为实施对象，图4、图5为该实施例中对应的混合动力汽车车体结构简图和原理图，图中200为发电机、202为离合器、102为前车轮、100为单轴驱动电机、300为双轴驱动电机。

1)、根据江淮宾悦2009款2.0L手动精英型的参数，获得该车最高车速Vmax，车轮102半径R，车身质量m；i为主动小齿轮与内半轴从动轮的传动比(图4所示)；求解出该车与地滚动摩擦系数f，车身等效风阻面积A。

2)、求解驱动电机参数。求解原则满足如下等式：

n_{\max} = \frac{v_{\max}}{R * 2 * π} * 60 . . . (1)

F_f＝m*g*f………………………………(2)

F_{w} = 0.5 * C_{d} * A * ρ * v_{\max}^{2} . . . (3)

T_{e} = \frac{F_{f} + F_{w}}{R * i} . . . (4)

P = T_{e} * \frac{v_{\max}}{R} * i . . . (5)

其中，nmax为驱动电机最高转速，π为圆周率，Ff为车地间滚动摩擦力，g为重力加速度，Fw为风阻，Cd为风阻系数，ρ为空气密度，Te为驱动电机最大输出转矩，P为电机输出功率。

3)、根据步骤2)计算所确定的关系，设计出所需的驱动电机，已知驱动电机参数，改进该款汽车前桥装置(如图5所示)。

实施例2

如图6-1所示为经本发明方法改装的一种集外挂驱动电机为一体的单轴驱动车用前桥装置，包括第一前桥壳7、第二前桥壳71、内半轴10、一对外半轴4、一对万向节15、一对差速器侧齿轮5、一对差速器行星齿轮6、内半轴从齿轮3以及动力输入轴12，所述的单轴驱动车用前桥装置还包括驱动电机100，驱动电机100的驱动电机转子9安装在所述动力输入轴12上，动力输入轴12外挂于第一前桥壳7并与内半轴从齿轮3啮合，驱动电机100的电机定子绕组8和电机铁芯定子外壳13通过焊接或者螺栓紧固在第一前桥壳7外壁。

实施例3

如图6-2所示为经本发明方法改装的一种集内嵌驱动电机为一体的单轴驱动车用前桥装置，包括前桥壳7、71和前桥装置，前桥装置主要由内半轴10、一对外半轴4、一对万向节14、一对差速器侧齿轮5、一对差速器行星齿轮6、内半轴从齿轮3以及动力输入轴1组成，所述前桥装置安装于前桥壳7和71内，内半轴10通过万向节14与外半轴4转动连接，差速器侧齿轮5与差速器行星齿轮6相互啮合安装于内半轴10中间，内半轴从齿轮3安装于内半轴10上并与所述动力输入轴1上的主动小齿轮2啮合进行动力传动。

单轴驱动车用前桥装置还包括驱动电机100，所述驱动电机100安装于与驱动电机100型号匹配的前桥壳71内部，驱动电机100的驱动电机转子绕组8对称安装在所述动力输入轴1上，所述驱动电机定子绕组8紧固于前桥壳71内壁，所述动力输入轴1通过法兰13固定于前桥壳71上，驱动电机定子绕组8通过电机密封罩11将其密封，在驱动电机定子绕组两侧对称设置有电机定位轴承12。

实施例4

如图6-3所示为经本发明方法改装的一种集外挂驱动电机为一体的双轴驱动车用前桥装置，包括第一前桥壳7和第二前桥壳71共同组成的前桥壳以及由内半轴10、一对外半轴4、一对万向节15、一对差速器侧齿轮5、一对差速器行星齿轮6、内半轴从齿轮3以及第一动力输入轴1组成的前桥装置，第一动力输入轴1内嵌于第一前桥壳7内并与内半轴从齿轮3啮合进行动力传动，该双轴驱动车用前桥装置还包括驱动电机100和第二动力输入轴12，驱动电机100的驱动转子9安装在所述第二动力输入轴12上，第二动力输入轴12外挂于第二前桥壳71外侧并与所述内半轴从齿轮3啮合。

驱动电机100的驱动转子9通过驱动电机100的电机定位轴承14进行定位，驱动电机100的电机定子绕组8和电机铁芯定子外壳13通过焊接或者螺栓紧固在第二前桥壳71外壁，并通过电机铁芯定子外壳13将其密封保护，第二动力输入轴12为可改变其齿数进而改变其传动比的电动主动轴。

实施例5

如图6-4所示为经本发明方法改装的一种集内嵌驱动电机为一体的双轴驱动车用前桥装置，包括第一前桥壳7、第二前桥壳71共同、内半轴10、一对外半轴4、一对万向节15、一对差速器侧齿轮5、一对差速器行星齿轮6、内半轴从齿轮3以及第一动力输入轴1，第一动力输入轴1内嵌于第一前桥壳7内并与内半轴从齿轮3啮合进行动力传动，该双轴驱动车用前桥装置还包括驱动电机100和第二动力输入轴12，驱动电机100的驱动转子9安装在所述第二动力输入轴12上，第二动力输入轴12内嵌于第二前桥壳71内并与所述内半轴从齿轮3啮合。

驱动电机100的驱动转子9通过驱动电机100的电机定位轴承14进行定位，驱动电机100的电机定子绕组8和电机铁芯定子外壳13通过焊接或者螺栓紧固在第二前桥壳71的内壁，并通过电机铁芯定子外壳13将其密封保护，第二动力输入轴12为可改变其齿数进而改变其传动比的电动主动轴。

实施例6

如图6-5所示为经本发明方法改装的一种基于集外挂驱动电机为一体的单轴变比驱动车用前桥装置，包括前桥壳7、内半轴10、一对外半轴4、一对万向节17、一对差速器侧齿轮5、一对差速器行星齿轮6、内半轴从齿轮3以及动力输入轴1，内半轴从齿轮3与主动小齿轮2啮合，所述的单轴变比驱动车用前桥装置增一级变速主动轮16以及变比从动轮15，电机转子9通过电机定位轴承11定位，电机定子绕组8，电机铁芯定子外壳13通过焊接或者螺栓紧固在前桥壳7外壁，齿轮密封罩14密封于动力输入轴一侧，动力输入轴1一端设置有法兰12固定于前桥壳，电机的安装通过改装前桥壳7，增大前桥壳7与电动主动轴间隙以及改动前桥壳结构来实现。

Claims

1.基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法，其特征在于，所述简化方法包括以下步骤：

(2)将驱动电机固定安装在步骤(1)中所改造后的前桥壳上；

2.根据权利要求1所述的基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法，其特征在于，所述步骤(2)中的驱动电机通过内嵌或者外挂方式固定安装于前桥壳上。

3.根据权利要求1所述的基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法，其特征在于，所述步骤(3)中的前桥装置的主动轴为单轴驱动或者双轴驱动。

4.根据权利要求1所述的基于电机前桥一体化的混合动力汽车动力传动简化方法，其特征在于，所述步骤(3)中驱动电机通过其内的电机转子安装在所述主动轴或者电动主动轴上。